第二章-第單元-重力-彈力-摩擦力(共74張PPT)

第1頁，共74頁?！究季V下載】1．滑動摩擦力、動摩擦因數、靜摩擦力(Ⅰ)2．形變、彈性、胡克定律(Ⅰ)3．矢量和標量(Ⅰ)4．力的合成和分解(Ⅱ)5．共點力的平衡(Ⅱ)實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關系實驗三：驗證力的平行四邊形定則

第2頁，共74頁。【考情上線】1．本章內容主要包括重力、彈力、摩擦力、力的合成與分

解、物體的平衡等知識．高考對本章知識的考查通常以

選擇題的形式出現，對理解能力要求較高．2．高考對本章的考查頻率較高的是三種常見的力及物體的

平衡，尤其是摩擦力和物體的平衡兩知識點，往往與牛頓

運動定律、動能定理、能量守恒定律相結合，有時還與電

場及磁場中的帶電體的運動相結合，題目難度較大，綜合

性較強，能力要求也較高．第3頁，共74頁。3．本章知識還可以以現實生活中的現象為背景，或以

高科

技為背景考查一些綜合性問題，這類問題是今

后高考出題的方向．第4頁，共74頁。第5頁，共74頁。第6頁，共74頁。一、力1．力的概念：物體與物體之間的

作用．單位是牛頓，符號是N.2．力的性質(1)物質性：力不能脫離

而存在．沒有“施力物

體”或“受力物體”的力是不存在的．(2)相互性：力的作用是相互的．施力(受力)物體同時也是

受力(施力)物體．相互物體第7頁，共74頁。(3)矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向．(4)獨立性：一個力作用于某個物體上產生的效果，與這個

物體是否受到其他力的作用

．無關第8頁，共74頁。運動狀態(tài)大小、方向、作用點第9頁，共74頁。力的圖示與受力示意圖是有區(qū)別的．力的圖示要求嚴格畫出力的大小和方向，在相同標度下用線段的長短表示力的大小，箭頭表示力的方向；受力示意圖著重于力的方向的圖示，不要求作出標度．第10頁，共74頁。二、重力1．產生：由于地球的吸引而使物體受到的力．2．大?。篏＝mg.3．方向：總是

．4．重心(1)定義：為了研究方便認為各部分受到的重力集中作用的點．(2)位置確定①質量分布均勻的規(guī)則物體重心在其

．②對于形狀不規(guī)則或者質量分布不均勻的物體，重心可用

確定．豎直向下幾何中心懸掛法第11頁，共74頁。(1)重力的方向總是與當地的水平面垂直，不同地方水平面

不同，其垂直水平面向下的方向也就不同．(2)重力的方向不一定指向地心．(3)并不是只有重心處才受到重力的作用．(4)重力是萬有引力的一個分力．第12頁，共74頁。三、彈力1．定義：發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復原狀，對與

它接觸的物體產生的作用．2．產生的條件

(1)兩物體

；(2)發(fā)生彈性形變．3．方向：彈力的方向總是與物體形變的方向

．相互接觸相反第13頁，共74頁。4．大小(1)彈簧類彈力在彈性限度內遵從胡克定律，其公式為

；k為彈簧的勁度系數，單位：N/m.(2)非彈簧類彈力大小應由平衡條件或動力學規(guī)律求得．F＝kx第14頁，共74頁。四、摩擦力1．定義：兩個相互接觸的物體，當它們發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時，在接觸面上產生阻礙

或

的力．2．產生條件：接觸面

；接觸面間有彈力；物體間有相

對運動或相對運動趨勢．3．大?。夯瑒幽Σ亮f＝

，靜摩擦力：

fmax.4．方向：與相對運動或相對運動趨勢方向

．5．作用效果：阻礙物體間的

或

．相對運動相對運動趨勢粗糙μFN0≤Ff≤F相反相對運動相對運動趨勢第15頁，共74頁。(1)摩擦力阻礙的是物體間的相對運動或相對運動趨勢，但

不一定阻礙物體的運動．(2)受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，受滑動摩擦力作用

的物體不一定運動．(3)接觸面處有摩擦力時一定有彈力，且彈力與摩擦力方向

總垂直，反之不一定成立．第16頁，共74頁。1．(2011·西安模擬)關于摩擦力，有人總結了“四條不一定”，其中說法錯誤的是(

)A．摩擦力的方向不一定與物體的運動方向相同B．靜摩擦力的方向不一定與運動方向共線C．受靜摩擦力或滑動摩擦力的物體不一定靜止或運動D．靜摩擦力一定是阻力，滑動摩擦力不一定是阻力第17頁，共74頁。解析：摩擦力的方向與跟它相接觸的物體的相對運動方向或相對運動趨勢的方向相反，與它的運動方向可能相同，也可能相反，也可以不在一條直線上，故A，B正確；運動的物體可受靜摩擦力作用，如隨傳送帶一起加速的物體，靜止的物體可受滑動摩擦力作用，如滑塊滑過固定的木板時木板受的力，故C正確；靜摩擦力也可以充當動力，故D不正確．答案：

D第18頁，共74頁。2．下列關于重心、彈力和摩擦力的說法，正確的是(

)A．物體的重心并不一定在物體的幾何中心上B．勁度系數越大的彈簧，產生的彈力越大C．動摩擦因數與物體之間的壓力成反比，與滑動摩擦

力成正比D．靜摩擦力的大小是在零和最大靜摩擦力之間發(fā)生變化第19頁，共74頁。解析：由重心的概念可知A項正確；彈簧彈力的大小還與其形變量有關，B項錯；動摩擦因數與壓力和滑動摩擦力無關，C項錯；靜摩擦力的大小范圍為0＜Ff＜Ffmax，D項正確．答案：AD第20頁，共74頁。3．(2010·廣東高考)下列關于力的說法正確的是(

)A．作用力和反作用力作用在同一物體上B．太陽系中的行星均受到太陽的引力作用C．運行的人造地球衛(wèi)星所受引力的方向不變D．伽利略的理想實驗說明了力不是維持物體運動的原因第21頁，共74頁。解析：作用力和反作用力作用在兩個不同的物體上，A項錯；太陽系中的所有行星都要受到太陽的引力，且引力方向沿著兩個星球的連線指向太陽，B項正確，C項錯；伽利略理想實驗說明力不是維持物體運動的原因，D項正確．答案：

BD第22頁，共74頁。4．長直木板的上表面的一端放置一個鐵塊，木板放置在水平面上，將放置鐵塊的一端由水平位置緩慢地向上抬起，木板另一端相對水平面的位置保持不變，如圖2－1－1所示．鐵塊受到的摩擦力Ff隨木板傾角α變化的圖線可能正確的是(設最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力大小)圖2－1－2中的(

)

圖2－1－2圖2－1－1第23頁，共74頁。解析：鐵塊開始相對木板不動，受靜摩擦力作用，

＝mgsinα，當α增大到一定程度，鐵塊相對木板滑動時，受滑動摩擦力作用，

＝μmgcosα，由數學知識可知，只有C正確．答案：C第24頁，共74頁。5．如圖2－1－3所示，兩木塊的質量分別為m1和m2，兩輕質彈簧的勁度系數分別為k1和k2，上面的木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接)，整個系統(tǒng)處圖2－1－3于平衡狀態(tài)．現緩慢地向上提上面的木塊，直到它剛離開上面的彈簧，求這個過程中下面木塊移動的距離．第25頁，共74頁。第26頁，共74頁。第27頁，共74頁。[師之說]1．彈力有無的判斷方法(1)根據彈力產生的條件直接判斷根據物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力．此方法多用來判斷形變較明顯的情況．彈力的有無及方向的判斷方法第28頁，共74頁。(2)利用假設法判斷對形變不明顯的情況，可假設兩個物體間彈力不存在，即把與我們所研究的物體相接觸的其他物體去掉，看物體還能否保持原有的狀態(tài)，若運動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力，若運動狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力．第29頁，共74頁。(3)根據“物體的運動狀態(tài)”分析由狀態(tài)分析彈力，使物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)相符合，依據物體的運動狀態(tài)，由物體受力平衡(或牛頓第二定律)列方程來判斷物體間的彈力是否存在．第30頁，共74頁。2．彈力的方向的判斷方法(1)彈力的方向與物體形變的方向相反，作用在迫使物體

發(fā)生形變的那個物體上．具體情況有以下幾種：彈力彈力的方向彈簧兩端的彈力與彈簧測力計中心軸線相重合，指向彈簧恢復原狀的方向輕繩的彈力沿繩指向繩收縮的方向面與面接觸的彈力垂直于接觸面或接觸面的切面，過接觸面指向受力物體第31頁，共74頁。彈力彈力的方向點與面接觸的彈力過接觸點垂直于接觸面(或接觸面的切面)而指向受力物體桿的彈力可能沿桿，也可能不沿桿，應具體情況具體分析第32頁，共74頁。(2)由物體的運動狀態(tài)判斷彈力的方向：物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)相符合．可根據物體的運動狀態(tài)，先假設一個彈力的方向，由共點力的平衡條件或牛頓第二定律列方程，求出彈力．若所得結果為正值，其方向與假設方向相同，如果為負值，其方向與假設方向相反．第33頁，共74頁。[關鍵一點](1)繩對物體只能產生拉力，不能產生推力，且繩子彈力的方向一定沿著繩子并指向繩子收縮的方向，這是由繩子本身的特點決定的．(2)桿既可以產生拉力，也可以產生推力，彈力的方向可以

沿桿，也可以不沿桿，這是桿和繩兩種模型的最大區(qū)別．第34頁，共74頁。如圖2－1－4甲所示，輕繩AD跨過固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個質量為10kg的物體，∠ACB＝30°；圖乙中輕桿HP一端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端P通過細繩EP拉住，EP與水平方向也成30°，輕桿的P點用細繩PQ拉住一個質量也為10kg的物體．g取10N/kg，求圖2－1－4第35頁，共74頁。(1)輕繩AC段的張力FAC與細繩EP的張力FEP之比；(2)橫梁BC對C端的支持力；(3)輕桿HP對P端的支持力．[思路點撥]

解答本題時可按以下思路分析：第36頁，共74頁。[解析]

圖甲和乙中的兩個物體M1、M2都處于平衡狀態(tài)，根據平衡條件可判斷，與物體相連的細繩拉力大小等于物體的重力．分別取C點和P點為研究對象，進行受力分析如圖甲和乙所示．第37頁，共74頁。第38頁，共74頁。[答案]

(1)1∶2

(2)100N，方向與水平方向成30°角斜向右上方(3)173N，方向水平向右第39頁，共74頁。甲、乙兩圖的區(qū)別有兩點：①甲圖的橫梁在B端是固定的，而乙圖的輕桿在H端是鉸鏈，②甲圖中輕繩AC的拉力等于物體的重力，而乙圖中輕繩EP的拉力不一定等于重力；學生在解題時容易忽略這兩點而導致錯解.第40頁，共74頁。[學之用]第41頁，共74頁。答案：D第42頁，共74頁。靜摩擦力的有無及方向判斷方法[師之說]靜摩擦力的方向與物體相對運動趨勢的方向相反，而相對運動趨勢不如相對運動直觀，它具有很強的隱蔽性，所以靜摩擦力的方向判定較困難．為此常用下面幾種方法：第43頁，共74頁。1．假設法利用假設法判斷摩擦力的有無及方向的思維程序如下：第44頁，共74頁。2．反推法從研究物體表現出的運動狀態(tài)這個結果反推出它必須具有的條件，分析組成條件的相關因素中摩擦力所起的作用，就容易判斷摩擦力的方向了．3．根據摩擦力的效果來判斷其方向如平衡其他力、作動力、作阻力、提供向心力等．用牛頓第二定律判斷，關鍵是先判斷物體的運動狀態(tài)(即加速度方向)，再利用牛頓第二定律(F＝ma)確定合力的方向，然后由受力分析判定靜摩擦力的方向．第45頁，共74頁。例如，如圖2－1－6中物塊A(質量為m)和B在外力F作用下一起沿水平面向右以加速度a做勻加速直線運動時，摩擦力圖2－1－6提供A物體的加速度，A、B之間的摩擦力大小為ma，方向水平向右．4．利用牛頓第三定律來判斷此法關鍵是抓住“摩擦力是成對出現的”，先確定受力較少的物體受到的摩擦力方向，再確定另一物體受到的摩擦力方向．第46頁，共74頁。2．形變、彈性、胡克定律(Ⅰ)場及磁場中的帶電體的運動相結合，題目難度較大，綜合體”或“受力物體”的力是不存在的．例如，如圖2－1－6中物塊A(質量為m)受力(施力)物體．(4)重力是萬有引力的一個分力．C．動摩擦因數與物體之間的壓力成反比，與滑動摩擦解、物體的平衡等知識．高考對本章知識的考查通常以1．產生：由于地球的吸引而使物體受到的力．根據物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力．此方法多用來判斷形變較明顯的情況．[思路點撥]解答本題時應注意平衡條件的應用，首先對物體進行受力分析，建立坐標系，規(guī)定正方向，假設未知力的方向與規(guī)定的正方向相同，然后利用平衡條件列方程即可解答．在解題中要注意假設法的應用．力的圖示與受力示意圖是有區(qū)別的．力的圖示要求嚴格畫出力的大小和方向，在相同標度下用線段的長短表示力的大小，箭頭表示力的方向；C．D點所受靜摩擦力方向與D點運動方向相同(1)彈力的方向與物體形變的方向相反，作用在迫使物體[關鍵一點]摩擦力的方向與物體運動方向，可能相同，也可能相反，還可能成一定夾角．第47頁，共74頁。

(2011·日照模擬)如圖2－1－7所示，傾角為θ的斜面體C置于水平面上，B置于斜面上，通過細繩跨過光滑的定滑輪與A圖2－1－7相連接，連接B的一段細繩與斜面平行，A、B、C都處于靜止狀態(tài)．則(

)A．B受到C的摩擦力一定不為零B．C受到水平面的摩擦力一定為零C．不論B、C間摩擦力大小、方向如何，水平面對C的摩

擦力方向一定向左D．水平面對C的支持力與B、C的總重力大小相等第48頁，共74頁。[思路點撥]

解答本題應把握以下兩點：(1)B受到C的摩擦力方向取決于繩的拉力與B所受重力沿斜

面向下的分力的大小關系．(2)水平面對C的支持力既不等于B、C的總重力，也不等于

A、B、C的總重力．第49頁，共74頁。[解析]

以B物體為研究對象，沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力、繩的拉力和靜摩擦力，靜摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力與拉力的合力，所以可能為0，可能沿斜面向上或向下，A項錯誤；利用整體法可知不論B、C間摩擦力大小、方向如何，水平面對C的摩擦力方向一定向左，B項錯誤，C項正確；同理，在豎直方向利用整體法判斷水平面對C的支持力等于B、C的總重力減去拉力在豎直方向上的分力，D項錯誤．[答案]

C第50頁，共74頁。[學之用]2.如圖2－1－8所示是主動輪P通過皮帶帶動從動輪Q的示意圖，A與B、C與D分別是皮帶上與輪緣上相互接觸的點，

則下列判斷正確的是(

)圖2－1－8A．B點相對于A點運動趨勢方向與B點運動方向相反

B．D點相對于C點運動趨勢方向與C點運動方向相反

C．D點所受靜摩擦力方向與D點運動方向相同

D．主動輪受到的摩擦力是阻力，從動輪受到的摩擦力是

動力第51頁，共74頁。解析：P為主動輪，假設接觸面光滑，B點相對于A點的運動方向一定與B點的運動方向相同，A錯誤；Q為從動輪，D點相對于C點的運動趨勢方向與C點的運動方向相反，Q輪通過靜摩擦力帶動，因此，D點所受的靜摩擦力方向與D點的運動方向相同，B、C均正確；主動輪靠摩擦帶動皮帶，從動輪靠摩擦被皮帶帶動，故D也正確．答案：

BCD第52頁，共74頁。摩擦力大小的計算方法[師之說]計算摩擦力的大小，首先要判斷摩擦力是屬于靜摩擦力還是滑動摩擦力，然后根據靜摩擦力和滑動摩擦力的特點計算其大小．1．靜摩擦力大小的計算根據物體所受外力及所處的狀態(tài)(平衡或加速)可分為兩種情況：(1)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運動)，利用力的平

衡條件來判斷其大?。?3頁，共74頁。(2)物體有加速度時，若只有摩擦力，則Ff＝ma.例如勻速

轉動的圓盤上物塊靠摩擦力提供向心力產生向心加速

度．若除摩擦力外，物體還受其他力，則F合＝ma，先

求合力再求摩擦力．(3)最大靜摩擦力并不一定是物體實際受到的力，物體實際受到的靜摩擦力一般小于或等于最大靜摩擦力．最大靜摩擦力與接觸面間的壓力成正比．一般情況下，為了處理問題的方便，最大靜摩擦力可按近似等于滑動摩擦力處理．第54頁，共74頁。2．滑動摩擦力的計算滑動摩擦力的大小用公式Ff＝μFN來計算，應用此公式時要注意以下幾點：(1)μ為動摩擦因數，其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關；FN為兩接觸面間的正壓力，其大小不一定等于物體的重力．(2)滑動摩擦力的大小與物體的運動速度無關，與接觸面的大

小也無關．第55頁，共74頁。[關鍵一點](1)在分析摩擦力的方向時，要注意靜摩擦力的方向的“可變

性”和滑動摩擦力方向的“相對性”．(2)考查摩擦力時，經常結合共點力的平衡條件和牛頓運動定

律來確定摩擦力的大小和方向．第56頁，共74頁。用輕彈簧豎直懸掛質量為m的物體，靜止時彈簧的伸長量為L，現用該彈簧沿斜面方圖2－1－9向拉住質量為2m的物體，系統(tǒng)靜止時彈簧伸長量也為L，斜面傾角為30°，如圖2－1－9所示．則物體所受摩擦力

(

)第57頁，共74頁。第58頁，共74頁。[思路點撥]

解答本題時應注意平衡條件的應用，首先對物體進行受力分析，建立坐標系，規(guī)定正方向，假設未知力的方向與規(guī)定的正方向相同，然后利用平衡條件列方程即可解答．在解題中要注意假設法的應用．第59頁，共74頁。[解析]

對豎直懸掛的物體，因處于靜止狀態(tài)，故有kL＝mg①對斜面上的物體進行受力分析，建立如圖所示的坐標，并假設摩擦力方向沿x軸正方向．由平衡條件得：kL＋Ff＝2mgsin30°②聯立①②兩式解得：Ff＝0，故選項A正確，B、C、D錯誤．[答案]

A第60頁，共74頁。靜摩擦力是一種“被動力”，當物體的其他力變化時，靜摩擦力往往隨之改變，分析時結合物體的運動狀態(tài)來分析.第61頁，共74頁。[學之用]3.如圖2－1－11所示，斜面固定在地面上，傾角為37°(sin37°＝0.6，cos37°

＝0.8)，質量為1kg的滑塊，以一定的圖2－1－11

初速度沿斜面向下滑，斜面足夠長，滑塊與斜面間的動摩

擦因數為0.8.該滑塊所受摩擦力Ff隨時間變化的圖象是圖

2－1－12中的(取初速度方向為正方向，取g＝10m/s2)第62頁，共74頁。不一定阻礙物體的運動．[思路點撥]解答本題時應注意平衡條件的應用，首先對物體進行受力分析，建立坐標系，規(guī)定正方向，假設未知力的方向與規(guī)定的正方向相同，然后利用平衡條件列方程即可解答．在解題中要注意假設法的應用．不同，其垂直水平面向下的方向也就不同．4．利用牛頓第三定律來判斷受到的靜摩擦力一般小于或等于最大靜摩擦力．最大靜摩擦力與接觸面間的壓力成正比．一般情況下，為了處理問題的方便，最大靜摩擦力可按近似等于滑動摩擦力處理．有相對運動的趨勢時，在接觸面上產生阻礙或(2)考查摩擦力時，經常結合共點力的平衡條件和牛頓運動定長量為L，現用該彈簧沿斜面方圖2－1－9靜摩擦力也可以充當動力，故D不正確．[思路點撥]解答本題時應注意平衡條件的應用，首先對物體進行受力分析，建立坐標系，規(guī)定正方向，假設未知力的方向與規(guī)定的正方向相